KR101034430B1 - Ｍｐｌｓ ｖｐｎ에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법 - Google Patents

Ｍｐｌｓ ｖｐｎ에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 MPLS VPN(Multi Protocol Label Switching Virtual Private Network)에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법에 관한 기술이다.
이를 위해, 본 발명은 CE(Customer Edge) 라우터, PE(Provider Edge) 라우터, P(Provider) 라우터간에 할당되는 라우팅 정보가 공유되어 상기 라우팅 정보를 근거로 레이블이 첨부된 패킷을 목적지로 전송하는 MPLS VPS 망에서 가입자 트래픽 플로우 분석 방법에 있어서, 수집된 MPLS 패킷에 포함된 Global 레이블, VPN 레이블, 및 IP 주소를 이용하여, 상기 MPLS 패킷을 전송한 가입자 단말과 VPN 망을 확인한 후, 그 확인결과를 근거로 가입자별 트래픽 플로우 정보를 업데이트함으로써, 가입자별로 트래픽 플로우 정보를 구분할 수 있도록 한다.

Description

ＭＰＬＳ ＶＰＮ에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법{Method for Analyzing customer traffic flow in the MPLS VPN network }
도 1과 도 2는 본 발명이 적용되는 MPLS VPN 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MPLS VPN에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법을 설명하기 위한 플로우차트.
본 발명은 MPLS VPN(Multi Protocol Label Switching Virtual Private Network)에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 MPLS VPN에서 가입자 트래픽 전달을 위해 사용되는 GLOBAL LABEL과 VPN LABEL을 이용하여 가입자별로 트래픽 플로우 정보를 구분할 수 있는 기술에 관한 것이다.
MPLS VPN은 PE(Provider Edge)라우터와 P(Provider)라우터와 CE(Customer Edge)라우터로 이루어진다. PE 라우터와 P 라우터는 서비스 제공자의 백본망에 속해 있고, CE 라우터는 가입자 사이트에 속해 있다. P 라우터는 VPN을 위한 별도의 기능을 가지고 있지 않고 단지 MPLS 패킷을 포워딩하는 기능을 수행하며, PE 라우터는 CE 라우터에서 입력되는 패킷을 VPN에 따라 구분하여 포워딩 하는 기능을 수 행한다.
각 가입자 VPN은 사설 IP를 허용하므로 중복된 사설 IP를 유일하게 만들기 위해 32비트 IP 주소에 RD(Route Distinguisher)라는 64비트 프리픽스(prefix)를 붙여서 가입자별로 IP를 구분할 수 있다. 이렇게 만들어진 주소 형태를 VPN-IPv4라 한다. 한편, MP-BGP(Multiprotocol-Bolder Gateway Protocol)를 통해서 가입자의 라우팅 정보가 PE라우터들간에 교환된다. 실제로 가입자 트래픽을 전송을 위해서는 두 개의 레이블(Label)이 필요하다. 첫번째는 Global 레이블로서, 상기 Global 레이블은 가입자가 속해있는 PE 라우터까지 패킷을 포워딩하는데 사용되며, P 라우터와 PE 라우터의 루프백(loopback)주소를 가지고 할당을 한다. 두번째는 VPN 레이블로서, 상기 VPN 레이블은 PE 라우터에 도착한 패킷을 가입자별로 구분하여 패킷을 가입자에게 전달하는데 사용된다. 상기 VPN 레이블은 PE 라우터가 할당하며 MP-BGP를 통해 상대편 PE 라우터로 할당된 레이블 정보를 전달한다.
일반적으로 네트워크 플로우는 송신자에서 수신자로의 일련의 단방향성 패킷의 흐름으로 정의된다. 플로우의 구분은 송신자 IP, 수신자 IP, 송신자 PORT ,수신자 PORT로 구분된다. 따라서, 일반적인 IP 망의 경우에는, 트래픽 플로우 구분을 위해서는 위의 4가지 정보만 가지고도 분류가 된다.
하지만, MPLS VPN의 경우에는 각 가입자의 VPN이 사설 주소 체계를 가지므로 가입자의 IP주소가 중복되므로 서비스 제공자의 망에서는 위의 4개의 정보만으로는 가입자 플로우를 구분할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출되어진 것으로서, 본 발명은 사설 IP 주소체계를 사용하기 때문에, 가입자의 IP 주소가 중복적인 MPLS VPN에서 가입자의 트래픽 플로우를 구분할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 MPLS VPN에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법은, CE 라우터, PE 라우터, P 라우터간에 할당되는 라우팅 정보가 공유되어 상기 라우팅 정보를 근거로 레이블이 첨부된 패킷을 목적지로 전송하는 MPLS VPS 망에서 가입자 트래픽 플로우 분석 방법에 있어서, 수집된 MPLS 패킷으로부터 Global 레이블, VPN 레이블, 및 IP 주소를 추출하는 제 1 과정; 상기 라우팅 정보를 근거로 상기 MPLS 패킷이 상향 트래픽인가를 판단하는 제 2 과정; 상기 판단결과, 상기 MPLS 패킷이 상향 트래픽이면, 상기 추출된 VPN 레이블과 상기 추출된 IP 주소를 이용하여 상기 MPLS 패킷을 전송한 가입자 단말과 VPN을 확인하는 제 3 과정; 상기 판단결과, 상기 MPLS 패킷이 상향 트래픽이 아니면, 상기 추출된 Global 레이블과 상기 추출된 VPN 레이블을 이용하여 상기 MPLS 패킷을 전송한 가입자 단말과 VPN을 확인하는 제 4 과정; 및 상기 확인결과를 근거로 하여, 가입자별 트래픽 플로우 정보를 업데이트하는 제 5 과정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
참고로, MPLS VPN에서는 가입자가 사설 IP주소 체계를 가지므로 트래픽 플로우를 분석할 때 출발지 IP주소와 목적지 IP주소가 동일하다면 가입자의 트래픽을 구분할 수 없다. 그리고, 트래픽 플로우는 단방향의 패킷의 흐름으로 정의가 되기 때문에 가입자 트래픽 구분을 위해서 상향 트래픽 플로우와 하향 트래픽 플로우로 구분하여 처리해야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MPLS VPN에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법이 적용되는 MPLS VPN구성도이다.
도 1에서, 사설 IP 주소로 복수의 가입자 단말을 관리하는 VPN인 Blue 2와 Red 2는 동일하게 IP 주소 172.16.150.10을 사용하고, Blue 3와 Red 3은 동일하게 IP주소 172.16.200.10을 사용하며, Blue 1과 Red 1은 동일하게 IP 주소 172.16.100.10을 사용하는 경우를 예를 들어 설명한다.
또한, Red 2에서 Red 1으로 전송되는 상향 트래픽 플로우(F1)의 Global 레이블과 VPN 레이블이 각각 100, 10으로 할당되고, Red 3에서 Red 1으로 전송되는 상향 트래픽 플로우(F2)의 Global 레이블과 VPN 레이블이 각각 100, 10으로 할당되고, Blue 2에서 Blue 1으로 전송되는 상향 트래픽 플로우(F3)의 Global 레이블과 VPN 레이블이 각각 100, 11로 할당되고, Blue 3에서 Blue 1으로 전송되는 상향 트래픽 플로우(F4)의 Global 레이블과 VPN 레이블이 각각 100, 11로 할당된 경우를 예를 들어 설명한다.
도 1과 같은 MPLS VPN에서는, 상향 트래픽 플로우에 대해서, 가입자를 구분하기 위해서 목적지 IP 주소를 이용하게 되면, 상술한 바와 같이 목적지 IP 주소가 중복되기 때문에, 가입자를 구분할 수 없게 된다. 따라서, 목적지 IP 주소는 구분요소가 될 수 없다. 마찬가지로 출발지 IP 주소를 구분요소로 하면, 4개의 트 래픽 플로우 중 2개의 트래픽 플로우로 줄일 수 있지만, 상기 두 개의 트래픽 플로우도 출발지 IP 주소가 동일하기 때문에 가입자를 구분할 수 없다.
따라서, 가입자 트래픽 플로우를 구분하기 위해서는 새로운 인자가 필요하게 되는데, 본 발명에서는 상기 트래픽 플로우에 부여되는 VPN 레이블을 사용하여 가입자를 구분한다. VPN 레이블은 목적지 가입자 사이트(VPN)가 속해있는 PE 라우터가 할당하게 되는데, VPN 레이블은 가입자별로 PE 라우터내에서는 유일하므로 가입자 구분을 위한 인자로 사용할 수 있다.
한편, 도 1에서 설명되어진 상향 트래픽 플로우(F1, F2, F3, F4)에 대응하는 하향 트래픽 플로우(F11, F21, F31, F41)는 도 2에 도시된 바와 같이, P라우터(50)와 PE 라우터(10, 20)에 의해 Global 레이블과 VPN 레이블을 할당받는다.
예를 들어, 출발지를 Red 1으로 하고, 목적지를 Red 2로 하는 하향 트래픽 플로우(F11)에는 Glabal 레이블과 VPN 레이블을 각각 300,10을 할당하고, 출발지를 Red 1으로 하고, 목적지를 Red 3으로 하는 하향 트래픽 플로우(F21)에는 Glabal 레이블과 VPN 레이블을 각각 200,11을 할당하고, 출발지를 Blue 1으로 하고, 목적지를 Blue 2로 하는 하향 트래픽 플로우(F31)에는 Glabal 레이블과 VPN 레이블을 각각 300,11을 할당하고, 출발지를 Blue 1으로 하고, 목적지를 Blue 3으로 하는 하향 트래픽 플로우(F41)에는 Glabal 레이블과 VPN 레이블을 각각 300,11을 할당한다.
도 2에 도시된 하향 트래픽 플로우도, 상향 트래픽 플로우의 경우와 마찬가지로 IP주소만으로는 가입자 트래픽 구분을 할 수 없다. 또한, 도 2를 통해 제시 된 바와 같이, 하향 트래픽 플로우의 경우 가입자가 다르더라도 VPN 레이블이 중복될 수 있다. 도 2에서 VPN 레이블이 10인 경우를 예를 들면, Red 2와 Blue 3이 모두 선택이 되며 다시 가입자를 구분하기 위해 IP 주소의 구분을 시도할 수 있지만, 출발지 IP 주소가 동일하기 때문에 결국 가입자 트래픽을 구분할 수 없다.
이에, 본 발명에서는 새로운 구분 인자로 Global 레이블과 VPN 레이블을 이용하여 하향 트래픽 플로우를 구분한다. 상기한 예에서, Red 2 가입자의 Global 레이블은 300이 되고, Blue 3 가입자의 Global 레이블은 200이므로 최종적으로 트래픽 플로우의 가입자 단말과 상기 가입자가 속한 VPN의 구별이 가능해 진다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, MPLS VPN에는 분석시스템(100)이 구비되는데, 분석시스템(100)은 P 라우터(50)와 PE 라우터(30)간에 전송되는 패킷을 수집하여 상기 패킷을 가입자별로 분류함으로써, 가입자별 트래픽 플로우를 관리하는 기능을 수행한다.
본 발명에서, 분석시스템(100)은 MP-BGP를 통해 각 라우터(10, 20, 30, 50)로부터 가입자의 라우팅 정보를 전송받아 이를 테이블화하여 라우팅 정보 테이블로 관리한다. 이때, 관리되는 라우팅정보는 각 라우터가 할당한 Global 레이블, VPN 레이블, 각 VPN에서 사용하고 있는 주소범위 등을 포함한다. 분석시스템(100)은 Global 레이블, VPN 레이블의 분석을 통해 수집한 패킷이 상향 트래픽 플로우인지, 아니면 하향 트래픽 플로우인지를 판단할 수 있게 된다.
이하, 도 3에 도시된 플로우차트를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 MPLS VPN에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법의 동작을 구체적으로 설명한다.
분석시스템(100)은 패킷이 수신되면(S2), 상기 패킷의 구조를 분석하여 상기 패킷이 MPLS 패킷인가를 판단하고(S4), 만약 MPLS 패킷이 아닌 것으로 판단되면(S4에서 No), 상기 패킷을 폐기한 후(S6), 초기상태로 진행한다.
S4의 판단결과, S2에서 수신된 패킷이 MPLS 패킷으로 판단되면(S4에서 Yes), 상기 MPLS 패킷의 헤더로부터 Global 레이블, VPN 레이블, IP 주소를 추출한다(S8).
이어, 분석시스템(100)은 라우팅 정보 테이블을 이용하여 상기 Global 레이블이 상향 트래픽에 대한 것인지를 판단하여(S10), 상기 Global 레이블이 예컨대, "100" 이여서 상향 트래픽으로 판단되면(S10에서 Yes), S8에서 추출된 VPN 레이블을 분석하여 가입자를 구분하고(S14), 출발지 IP 주소를 분석한 후(S16), 상기 출발지 IP 주소에 해당하는 가입자 IP 프리픽스가 존재하는가를 판단한다(S18). 만약, S14에서 분석한 VPN 레이블 정보가 기존에 가입자별로 구분해 놓은 VPN 레이블 정보와 일치하지 않으면 상기 라우팅 정보 테이블에 저장된 VPN 레이블 정보를 업데이트하여 가입자를 구분한다.
한편, S18의 판단결과 분석한 출발지 IP 주소가 가입자 IP 대역(prefix) 정보에 포함되지 않으면(S18에서 No), 가입자 IP 프리픽스를 재수집한 후(S20), S18로 진행하여 가입자 IP 프리픽스의 존재를 재판단한다.
상술되어진 과정을 통해 가입자 단말과 가입자가 존재하는 VPN이 확인되면, 상기 확인결과가 반영되도록 가입자별 트래픽 플로우 정보를 업데이트한다(S22).
한편, S10의 판단결과, 상기 Global 레이블의 상향 트래픽이 아닌 것으로 판단되면(S10에서 No), 즉 하향 트래픽이면 상기 Global 레이블을 분석하여 가입자가 속해 있는 PE 라우터를 결정한다. 이때, 분석한 Global 레이블 정보가 기존에 수집해 놓은 Glabal 레이블 정보에 존재하지 않으면 다시 Glabal 레이블 정보를 업데이트한다.
이후, 분석시스템(100)은 VPN 레이블을 분석하여 최종적으로 가입자 트래픽 플로우를 구분한다(S13). 이때, 분석한 VPN 레이블 정보가 기존에 수집해 놓은 VPN 레이블 정보에 존재하지 않으면, 다시 VPN 레이블 정보를 업데이트 하여 가입자를 구분한다.
분석시스템(100)은 상술되어진 동작을 통해 가입자 구분과 가입자가 속하는 VPN의 구분이 완료되면, S22로 진행하여 상기 확인결과가 반영되도록 가입자별 트래픽 플로우 정보를 업데이트한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 Global 레이블과 VPN 레이블을 이용함으로써, MPLS VPN에서 가입자 트래픽을 구분할 수 있게 되어, MPLS VPN 내에서 가입자 트래픽 플로우 정보를 분석할 수 있게 된다는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 이러한 수정 및 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (5)

  1. CE(Customer Edge) 라우터, PE(Provider Edge) 라우터, P(Provider) 라우터간에 할당되는 라우팅 정보가 공유되어 상기 라우팅 정보를 근거로 레이블이 첨부된 패킷을 목적지로 전송하는 MPLS VPS 망에서 가입자 트래픽 플로우 분석 방법에 있어서,
    수집된 MPLS 패킷으로부터 Global 레이블, VPN 레이블, 및 IP 주소를 추출하는 제 1 과정;
    상기 라우팅 정보를 근거로 상기 MPLS 패킷이 상향 트래픽인가를 판단하는 제 2 과정;
    상기 판단결과, 상기 MPLS 패킷이 상향 트래픽이면, 상기 추출된 VPN 레이블과 상기 추출된 IP 주소를 이용하여 상기 MPLS 패킷을 전송한 가입자 단말과 VPN을 확인하는 제 3 과정;
    상기 판단결과, 상기 MPLS 패킷이 상향 트래픽이 아니면, 상기 추출된 Global 레이블과 상기 추출된 VPN 레이블을 이용하여 상기 MPLS 패킷을 전송한 가입자 단말과 VPN을 확인하는 제 4 과정; 및
    상기 확인결과를 근거로 하여, 가입자별 트래픽 플로우 정보를 업데이트하는 제 5 과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 MPLS VPN에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 과정은
    상기 라우팅 정보를 근거로 상기 MPLS 패킷으로부터 추출된 Global 레이블이 상향 트래픽에 해당하면, 상기 MPLS 패킷을 상향 트래픽으로 판단하는 것을 특징으로 하는 MPLS VPN에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 과정은
    상기 VPN 레이블을 분석하여 상기 MPLS 패킷을 전송한 가입자 단말이 속한 VPN을 확인하는 제 3-1 과정; 및
    상기 IP 주소 중 출발지 IP 주소를 분석하여 상기 가입자 단말을 확인하는 제 3-2 과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 MPLS VPN에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 3 과정은
    상기 출발지 IP 주소가 상기 VPN의 가입자 IP 프리픽스에 속하는가를 판단하는 제 3-3 과정;
    상기 판단결과, 상기 출발지 IP 주소가 상기 VPN의 가입자 IP 프리픽스에 속하면, 상기 확인결과를 근거로 하여 상기 제 5 과정을 수행하는 제 3-4 과정; 및
    상기 판단결과, 상기 출발지 IP 주소가 상기 VPN의 가입자 IP 프리픽스에 속하지 않으면, 상기 VPN에 대한 가입자 IP 프리픽스를 재수집한 후 상기 제 3-3 과정을 수행하는 제 3-5 과정을 추가로 더 구비하는 것을 특징으로 하는 MPLS VPN에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 과정은
    상기 MPLS 패킷의 Global 레이블을 분석하여 상기 MPLS 패킷을 전송한 가입자 단말이 속한 VPN을 확인하는 제 4-1 과정; 및
    상기 MPLS 패킷의 VPN 레이블을 분석하여 상기 가입자 단말을 확인하는 제 4-2 과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 MPLS VPN에서의 가입자 트래픽 플로우 분석 방법.
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